膠東山區(qū)不同土地利用方式對(duì)土壤重金屬分布的影響研究.pdf

1、土地利用作為人類利用土地各種活動(dòng)的綜合反映,是影響土壤質(zhì)量變化最普遍、最直接、最深刻的因素。土壤重金屬含量是評(píng)價(jià)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量的重要指標(biāo)，準(zhǔn)確分析土地利用變化對(duì)于土壤重金屬污染的影響具有重要意義。棲霞市作為我國(guó)蘋(píng)果主產(chǎn)區(qū)，了解不同土地利用方式對(duì)于土壤重金屬的分布影響，能夠確保農(nóng)產(chǎn)品安全，保證生態(tài)安全和人類健康。本文以棲霞市1987年、1992年、1997年、2002、2007年五期遙感影像作為數(shù)據(jù)源，結(jié)合研究區(qū)域的統(tǒng)計(jì)資料、環(huán)境年報(bào)

2、等資料,同時(shí)進(jìn)行野外調(diào)查、實(shí)地走訪等,獲得研究區(qū)域近20年的土地利用變化數(shù)據(jù),在GIS平臺(tái)對(duì)上棲霞市土地利用動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行分析。由于土壤重金屬的累積特性，以2007年棲霞市土壤重金屬調(diào)查數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，分析棲霞市不同土地利用方式及利用時(shí)間對(duì)土壤重金屬分布的影響。得出的結(jié)論主要有：
　?。?）1987-2007年間，棲霞市園地和草地面積先增后減，耕地和未利用地面積有所減少，林地和建設(shè)用地面積持續(xù)增加，其中建設(shè)用地變化速度最快。耕地、未利

3、用地和建設(shè)用地土地利用類型間的空間轉(zhuǎn)換比較頻繁，耕地、未利用地、園地用地面積變化幅度大于林地、建設(shè)用地和草地用地面積變化幅度。
　　（2）表層土壤不同重金屬元素含量差異較大，Cd、Cu、Hg、Ni的平均含量較山東省土壤元素背景值較高，其中Cu含量平均值超過(guò)山東省背景值達(dá)2.25倍，Cr、Pb、Zn的含量平均值稍高于其背景值。深層土壤重金屬含量平均值略高于山東省深層土壤元素背景值，表明棲霞市深層土壤也不同程度的受到人類活動(dòng)的干擾。C

4、u、Ni、 Zn在植物體內(nèi)具有非常重要的生理作用，三種重金屬在草地、林地、園地和耕地中均具有較高的累積量，研究區(qū)采用集約化的生產(chǎn)模式，三種重金屬對(duì)于集約化生產(chǎn)模式下的植物生長(zhǎng)穩(wěn)定性及增產(chǎn)具有重要意義。而As、Cd、Cr、Hg和Pb在不同地類中的累積量較低。不同地類中對(duì)不同土地利用方式下土壤重金屬的垂直累積統(tǒng)計(jì)值分析，各元素在園地和建設(shè)用地中具有較高的垂直累積率。棲霞市作為蘋(píng)果主產(chǎn)區(qū)，在果園管理過(guò)程中，對(duì)于化肥及農(nóng)藥的使用使土壤中重金屬含

5、量增加，而園地特殊的管理方式，使得土壤重金屬累積效果顯著，而建設(shè)用地是受人類活動(dòng)影響最強(qiáng)烈的區(qū)域，人類對(duì)于土壤構(gòu)造的機(jī)械破壞促進(jìn)了土壤重金屬的垂直遷移。未利用地、林地作為人類影響較弱的斑塊，各元素的垂直遷移率也較低，綜合分析發(fā)現(xiàn)，不同土地利用方式影響土壤重金屬垂直遷移率強(qiáng)弱為：建設(shè)用地>園地>耕地>草地>林地>未利用地。整體土壤重金屬元素含量均處于國(guó)家環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)，有利于保證當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性。
　?。?）對(duì)棲霞市重金屬

6、進(jìn)行人為源、自然源辨識(shí)。利用多元統(tǒng)計(jì)分析方法結(jié)果表明：棲霞市土壤中Cd、Pb、Zn、Ni、Hg和Cu都傾向于人為導(dǎo)致，而As和Cr則主要來(lái)源于成土母質(zhì)，這與人們一般認(rèn)為的觀點(diǎn)一致。耕地、園地和建設(shè)用地是受到人類活動(dòng)影響較大的區(qū)域，人類生產(chǎn)生活產(chǎn)生的廢棄物以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的土壤肥料等都對(duì)土壤重金屬累積產(chǎn)生影響，在這三種土地利用類型上，Cd、Pb、Zn、Ni、Hg和Cu都表現(xiàn)出了較高的累積。As和Cr在不同土地利用方式上未出現(xiàn)累積現(xiàn)象。<

7、br>　?。?）不同土地利用方式對(duì)土壤重金屬水平分布的影響研究發(fā)現(xiàn)，人類活動(dòng)影響的強(qiáng)弱直接決定了土壤中重金屬的含量。土壤重金屬的水平分布含量狀況表現(xiàn)出：建設(shè)用地>園地>耕地>草地>林地>未利用地。通過(guò)對(duì)不同土地利用類型下土壤重金屬垂向分布特征可以發(fā)現(xiàn)，Cu、Cd和Hg在不同土地利用方式上都保持著較高的累積。Cu、Zn和Ni作為植物生長(zhǎng)必需的微量元素，保持在正常的含量范圍內(nèi)。結(jié)合源匯理論，將耕地、建設(shè)用地和園地作為“源類型”，這類區(qū)域?qū)τ?/p>

8、土壤重金屬的累積具有一定的促進(jìn)作用，人類活動(dòng)的影響使得這部分區(qū)域成為土壤重金屬累積的重點(diǎn)區(qū)域。將草地、林地和未利用地作為“匯類型”，這類區(qū)域受到人類活動(dòng)的影響較小，同時(shí)自身具有一定的自凈能力，能夠有效的吸附土壤中的重金屬元素。
　　（5）對(duì)棲霞市土壤環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行單因子污染指數(shù)和綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)，依據(jù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)將棲霞市劃分為清潔區(qū)、優(yōu)先保護(hù)區(qū)、安全利用區(qū)、嚴(yán)格管控區(qū)和風(fēng)險(xiǎn)限制區(qū)，全域范圍有95.9％處于輕微污染范圍內(nèi)，少數(shù)區(qū)域達(dá)到風(fēng)險(xiǎn)